氮掺杂及水分子吸附碳纳米管电子场发射第一性原理研究

对闭口碳纳米管(CNT)顶端分层掺氮及吸附不同数目水分子体系,运用第一性原理研究了有电场存在时的电子场发射性能.结果表明：掺氮并吸附水分子的CNT结构稳定;外电场愈强、水分子数愈多,体系态密度(DOS)向低能端移动幅度愈大且最高分子占据轨道(HOMO)/最低分子空轨道(LUMO)能隙愈小.吸附能,DOS/LDOS,HOMO/LUMO及其能隙分析一致表明,第三层氮掺杂CNT吸附不同数目水分子体系的场发射性能最佳. 关键词： 氮掺杂 水吸附 密度泛函理论 电子场发射     

多层纳米碳管膜的大面积可控制生长

文章介绍了利用化学气相沉积法在Si和石英基片上大面积生长多层碳纳米管膜的研究成果,通过调节生长参数,不仅可以获得高度取向的碳纳米纤维,还可获得不同直径,不同图案的高度取向的碳纳米管膜,取向碳纳米管膜的可控制制备,为研究碳纳米管的物理,化学性能,特别是为碳纳米管场发射平面图像显示器的应用研究,奠定了坚实的基础。     

碳内米管的提纯,填充及用作场发射电子源

碳纳米管是９０年代发现的一种新型材料，具有潜在的应用价值。文章介绍了怎样提纯碳纳米管，如何在碳纳米管内填充材料，以及用碳纳米管作发射电子源等研究工作的进展。     

石墨烯/类金刚石碳复合薄膜的电化学沉积及其场发射性能

采用液相电化学方法在硅基底上制备了石墨烯掺杂的类金刚石碳复合薄膜,探讨了电化学沉积复合薄膜的机理。利用扫描电子显微镜（SEM）、拉曼光谱（Raman）、透射电子显微镜（TEM）和傅里叶变换红外（FTIR）光谱技术对薄膜表面形貌和微观结构进行了分析表征。结果表明,石墨烯片均匀分散沉积在含氢类金刚石碳（a-C：H）基体中,沉积的石墨烯/类金刚石（G/a-C：H）复合薄膜表面相对均匀平整。场发射测试显示石墨烯掺杂使开启电场从4.7 V·μm^-1增加至5.8 V·μm^-1,场发射电流密度从384 μA·cm^-2显著增加至876 μA·cm^-2。     

金属W在T=1000 K以下时场发射电流密度的数值计算

对热场发射公式在1 000K以下温度进行了数值计算,发现计算结果与一些文献推导的、用于计算温度在1000 K以下的近似公式计算结果出现偏差,因此不能用简单的近似公式来计算来发射电流密度,而必须用数值计算发射电流密,计算结果对实际工作具有一定的指导意义.     

碳纳米管场发射显示器及其全印刷制造技术

针对现有的碳纳米管场发射显示器(CNT-FED)制造技术中存在的工艺复杂、成本过高的问题,提出了用于制造碳纳米管场发射显示器的全印刷制造技术,即采用丝网印刷工艺制备CNT-FED器件内部包括各电极图形、碳纳米管阵列、荧光粉点阵和绝缘支撑层在内的所有结构.同现有的CNT-FED制造技术相比,全印刷技术具有操作简单、成本低廉的优点.采用新技术制造了对角线为14 cm的可矩阵寻址的二极结构CNT-FED,分辨率为160×120像素点阵.该器件在220 V电压下可达到1×104cd/m2的高亮度,工作电压降低到200 V以内,已经可以用现有等离子体显示屏的驱动集成电路来实现控制.     

氧化锌/银双层膜负反馈阴极电极的制备及性能研究

提出了一种可显著改善碳纳米管(CNTs)场致发射性能的ZnO/Ag双层膜负反馈阴极电极的制备方法.在条形银电极上溅射沉积一定厚度的Zn膜,经热氧化和湿法刻蚀制备成ZnO/Ag双层膜电极.同单层的Ag或氧化铟锡电极相比,该电极不仅具有足够的负反馈电阻(限流电阻)阻止CNTs场发射中过流的发生,而且降低了条形阴极电极的线性电阻,确保了场发射的均匀性.当溅射沉积Zn膜的厚度从40 nm增到120 nm时,热氧化形成的ZnO由孤岛状的颗粒变为连续体的薄膜,ZnO/Ag双层膜电极的表面光洁度比单层的Ag电极有很大的提高,负反馈电阻层的电阻增大,负反馈的能力增强.CNTs薄膜阴极场发射特性曲线证明,ZnO/Ag双层膜电极能明显降低场发射电流的波动,有效提高器件的稳定性和寿命.     

基于单体石墨纤维的场发射特性研究

利用化学气相沉积(CVD)法,以甲烷为碳源在管式炉中合成了单体石墨纤维(MGF).选取长度为3.426 mm,顶端球面半径为11.26μm的单体石墨纤维直立于圆铜片上作为阴极,以导电ITO玻璃作为阳极,采用二极管结构在真空室中进行直流场发射测试,证实MGF的开启场强为0.4775 V/μm.基于有限元仿真软件ANSYS...     

电子束蒸发沉积六硼化镧薄膜的逸出功

六硼化镧(LaB6)具有电子逸出功低、高熔点和高化学稳定性等优点,是制作热阴极和场发射阴极的理想发射体材料。而且在常规场发射尖锥表面涂敷一层LaB6)薄膜能够大幅度提高场发射尖锥的发射能力。为了测量LaB6) 薄膜的逸出功,采用电子束蒸发技术沉积LaB6)薄膜,并对薄膜进行了X射线衍射分析和X射线光电谱分析。通过测量薄膜的热电子发射特性和敷LaB6)薄膜的硅尖锥阵列的场致电子发射特性确定了LaB6薄膜的逸出功,与块状LaB6)多晶材料的逸出功大体相同,说明电子束蒸发沉积技术适合于制备高纯度、低逸出功的LaB6薄膜。     

一种紧凑型高功率脉冲调制器

研制了一种基于水介质单同轴脉冲形成线型的高功率脉冲调制器,该调制器由初级储能电容器、脉冲变压器、水介质同轴脉冲形成线、氢气主开关和场发射真空二极管等组成。用Pspice电路软件对脉冲形成线的充电电压和二极管电压、电流进行了模拟,并用有限元软件分析了脉冲形成线的电场分布。当初级储能电容器组充电电压为35 kV, 氢气主开关导通电压高达520 kV时,在调制器场发射二极管输出电压约230 kV, 束流30 kA,脉宽约60 ns的高电压脉冲。此外,对主开关充不同类型的气体进行了实验研究,结果表明:氢气主开关的脉冲调制器能够在二极管上获得前沿更陡的高电压脉冲,并能有效地改善二极管电子束的性能。理论分析与实验结果基本一致。此种类型的调制器具有运行稳定、体积小、结构紧凑的特点。